金属有机框架(Metal Organic Frameworks,MOF),又名多孔配位聚合物(Porous Coordination Polymers,PCPs),在过去的二十多年中引起了科研工作者们广泛的兴趣,并成为化学和材料科学中增长最快的领域之一。作为一类多孔晶态材料,MOF是由金属节点(金属离子/金属簇,又称二次构筑单元或SBUs)和有机配体通过配位形成的周期性网络结构。MOF的结构具有可设计剪裁性和种类多样性,还具有均匀的孔径和很高的表面积。这些特性使得MOF在诸如气体吸附与分离、药物传递和传感等领域,尤其是在多相催化方面具有广泛的应用前景。金属纳米颗粒(MNPs)由于其优异的活性在催化领域迅速吸引了大量的关注。但由于小的MNPs具有较高的表面能,反应过程中容易发生团聚导致活性下降。因此将MNPs包覆在多孔材料内是有效的保持高活性的策略。其中MOF作为一类结构易于剪裁的多孔材料,它为阻止MNPs的团聚和生长提供了空间限域作用,其孔道又可加快底物/产物的富集。这些优点促进了 MNPs/MOF在催化领域的快速发展。然而,当MNPs与MOF复合时,MNPs可能会阻挡部分孔道,也可能导致MNPs的部分活性位点的遮蔽,从而限制活性位点的原子利用率,这会对MNPs/MOF催化活性产生负面影响。不饱和硝基苯的选择性加氢是一种在化工行业里非常重要的化学反应,仅将硝基官能团还原后得到的功能化苯胺是一类重要的工业中间体,在制药、高分子、除草剂、染料等化工领域有广泛的应用。传统的锡、锌和铁基的一些催化剂在反应过程中会产生一些有害的化学废物,不利于环境的可持续发展。而大多数过渡金属催化剂不能识别和区分不同的官能团,因此在C=C、C=O等基团存在下仅对硝基进行还原是非常有难度的。此外,该反应还通常用氢气作为氢源,需要高压、加热的条件下驱动反应发生,反应条件较为苛刻,并且要耗费大量的能源。因此,合成绿色、温和、高效并具有化学选择性的催化剂一直是国内外研究的热门之一。为了缓解日益严重的能源短缺,利用太阳能代替传统电加热方式进行有机转化是一个很有前景的方法。Au、Ag和Cu等贵金属具有独特的表面等离子激元诱导共振效应(LSPR),可以高效地吸收太阳光,并将吸收的光能转化为热能,因此构筑含有LSPR金属纳米颗粒的复合型催化剂,利用太阳光实现有机物的转化,是解决能源问题的有效策略。基于以上考虑,本论文在所在课题组近年来的研究基础上,设计合成了一种蛋黄-蛋壳结构的PdAg@ZIF-8的多功能催化剂,在光催化对硝基苯乙烯的选择性加氢反应中取得了显著的效果。该多功能催化剂中的PdAg合金纳米笼将Ag优异的LSPR特性与Pd的高催化活性理性结合。独特的蛋黄-蛋壳结构使金属纳米颗粒表面的活性位点得以充分暴露,极大地提高了反应活性;ZIF-8壳层不仅能够富集底物和NH3BH3释放的原位H2,而且能够保护PdAg核不发生团聚。在各组分的多功能协同作用下,该催化剂能够在光照下将反应溶液的温度升高近31℃,并且在20 min内实现将对硝基苯乙烯完全转化,产物对氨基苯乙烯的选择性高达97.5%。